Графиттелген мұнай коксын өндіру процесінде энергия тұтынудың негізгі факторлары және қоршаған ортаға әсері қандай?

Графиттелген мұнай коксын өндірудегі негізгі энергия тұтынуын және қоршаған ортаға әсерін талдау

I. Негізгі энергия тұтыну процестері

1. Жоғары температуралы графиттеу өңдеуі
   Графиттеу - негізгі процесс, мұнай коксындағы графитсіз көміртекті графит кристалды құрылымға айналдыру үшін температура 2800–3000°C-қа жетуі керек. Бұл кезең өте энергияны көп қажет етеді, дәстүрлі Ачесон пештері бір тонна электр энергиясын 6000–8000 кВт/сағ тұтынады. Жаңа үздіксіз тік пештер мұны бір тоннаға 3000–4000 кВт/сағ дейін төмендетеді, дегенмен энергия шығындары жалпы өндіріс шығындарының 50%-60%-ын құрайды.
2. Ұзақ қыздыру және салқындату циклдары
   Дәстүрлі процестер бір партия үшін 5-7 күнді алады, ал жаңа пештер бұл уақытты 24-48 сағатқа дейін қысқартады. Дегенмен, салқындату үшін әлі де 480 сағат табиғи ауамен салқындату қажет. Пештердің жиі іске қосылуы және тоқтап қалуы жылу энергиясының ысырап болуына әкеледі, бұл энергия тұтынуды одан әрі арттырады.
3. Көмекші процестердегі энергия тұтыну
   • Ұсақтау және ұнтақтау: Мұнай коксын 10-20 мм бөлшектердің өлшеміне дейін ұсақтау керек, бұл ретте ұнтақтау айтарлықтай электр энергиясын тұтынады.
   • Тазарту (қышқылмен жуу): Химиялық реагенттер қоспаларды кетіру үшін қолданылады, бұл тікелей электр энергиясын тұтынбай процесті күрделі етеді.
   • Газдан қорғау: Тотығудың алдын алу үшін аргон немесе азот сияқты инертті газдар үздіксіз беріліп отырады, бұл газбен жабдықтау жабдықтарының үздіксіз жұмыс істеуін талап етеді.

II. Қоршаған ортаға әсерді талдау

1. Қалдық газ шығарындылары
   • Төмен температуралық кезең (бөлме температурасы–1200°C): Толтырғыш материалдағы (кальцийленген мұнай коксы) кальций оксиді (CaO) көміртекпен әрекеттесіп, көміртек тотығын (CO) түзеді, ал термиялық ыдырау метан (CH₄) және басқа көмірсутектердің шығарындыларын тудырады.
   • Жоғары температуралық кезең (1200–2800°C): Күкірт, күл және ұшпа заттар ыдырап, бөлшектер мен күкірт диоксидін (SO₂) түзеді. Тиімді өңдеусіз SO₂ шығарындылары қышқыл жаңбырларының пайда болуына ықпал етеді, ал бөлшектер ауа сапасын нашарлатады.
   • Жеңілдету шаралары: Циклон сепараторларының, үш сатылы сілтілі скрубберлердің және жүк контейнері сүзгілерінің үйлесімі тазартылған шығарындылардың нормативтік стандарттарға сәйкес келуін қамтамасыз етеді.
2. Ағынды сулар және қатты қалдықтар
   • Ағынды сулар: Қышқылмен жуу бейтараптандыруды қажет ететін қышқылды ағынды суларды шығарады, ал жабдықты салқындатқыш суда бөлуді және қалпына келтіруді қажет ететін май ластаушылары болады.
   • Қатты қалдықтар: Стандартты емес кедергісі бар сүзілген толтырғыш материал сату немесе қоқыс полигонына тастау үшін пакеттерге салынады, бұл дұрыс пайдаланылмаған жағдайда топырақтың ластану қаупін тудырады.
3. Шаңның ластануы
   Шаң ұсақтау, сүзу және пешті тазалау кезінде пайда болады. Жабық жинау жүйелері болмаса, ол жұмысшылардың денсаулығына қауіп төндіреді және қоршаған ортаны ластайды.
   Бақылау шаралары: Шаң сорғыш крандар, сорғыштар және жүксалғыш сүзгілер арқылы жиналып, содан кейін шығарылатын құбырлар арқылы шығарылады.
4. Ресурстарды тұтыну және көміртегі шығарындылары
   • Су ресурстары: Суды салқындату және тазалау үшін айтарлықтай мөлшерде су пайдаланылады, бұл құрғақ аймақтарда су тапшылығын күшейтеді.
   • Энергетикалық құрылым: Қазба отынына негізделген электр энергиясына тәуелділік CO₂ шығарындыларына әкеледі. Мысалы, бір тонна графит электродтарын өндіру 1,17 тонна стандартты көмірді тұтынады, бұл жанама түрде көміртегі ізін арттырады.

III. Салалық жауап стратегиялары

1. Технологиялық жаңартулар
   • Циклдерді қысқарту және энергия тұтынуды азайту үшін жаңа үздіксіз тік пештерді ілгерілету (электр энергиясын тұтыну тоннасына 3500 кВт/сағ дейін төмендейді).
   • Микротолқынды графитизация технологиясын ультра жылдам қыздыру үшін (<1 сағат) және энергияны шоғырландыратын түрде жеткізу үшін қолданыңыз.
2. Қоршаған ортаны басқару
   • Қалдық газдарды өңдеу: Төмен температурада шығарындыларды жағу және жоғары температурада көп сатылы тазартумен жабық жинауды қолдану.
   • Ағынды суларды қайта өңдеу: Тұщы суды тұтынуды азайту үшін суды қайта пайдалану жүйелерін енгізіңіз.
   • Қатты қалдықтарды бағалау: болат зауыттарына арналған рекарбюризаторлар ретінде сапасыз толтырғыш материалды қайта пайдалану.
3. Саясат және өнеркәсіптік синергия
   • сияқты ережелерді сақтаңызАуаның ластануының алдын алу және бақылау туралы заңжәнеСудың ластануының алдын алу және бақылау туралы заңшығарындылардың қатаң стандарттарын енгізу.
   • Сыртқы жеткізушілерге тәуелділікті азайту және тасымалдаумен байланысты ластануды азайту үшін ішкі графиттеу қуатын құру арқылы интеграцияланған анод материалдары жобаларын ілгерілету.

IV. Қорытынды

Графиттелген мұнай коксын өндіру - бұл энергияны көп қажет ететін және ластайтын процесс, энергия тұтынуы жоғары температуралы графитизацияға және қалдық газ, су, қатты қалдықтар және шаңның ластануына бағытталған қоршаған ортаға әсерге шоғырланған. Өнеркәсіп бұл әсерлерді технологиялық жетістіктер (мысалы, үздіксіз пештер, микротолқынды жылыту), қоршаған ортаны басқару (көп сатылы тазарту, ресурстарды қайта өңдеу) және саясатты үйлестіру (шығарындылар стандарттары, интеграцияланған өндіріс) арқылы азайтуда. Дегенмен, энергетикалық құрылымдарды тұрақты оңтайландыру, мысалы, жаңартылатын электр энергиясын интеграциялау тұрақты дамуға қол жеткізу үшін өте маңызды болып қала береді.